第十三章滾動(dòng)軸承-05

1、機(jī)械設(shè)計(jì) 第十三章 滾動(dòng)軸承第十三章 滾動(dòng)軸承(軸系零、部件)13.1 概述13.1.1 軸承的功用與分類(1) 功用: 支承軸或轉(zhuǎn)動(dòng)零件(2) 分類徑向軸承-主要承受徑向載荷止推軸承-主要承受軸向載荷滑動(dòng)軸承 工作條件較特殊場合滾動(dòng)軸承 一般工作條件 按承載特點(diǎn)分按軸承的摩擦性質(zhì)分第十三章 滾動(dòng)軸承13.1 概述13.1.1 基本結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)(1) 基本結(jié)構(gòu)1)外圈、2)內(nèi)圓、3)滾動(dòng)體（最主要元件）滾珠（球）滾子 a 短圓栓滾子b 滾針滾子c 圓錐滾子 d 球面滾子 4) 保持架(軟鋼，青銅，尼龍、塑料)作用： 減摩（磨），均布滾動(dòng)體、防止?jié)L動(dòng)體脫落 (2) 應(yīng)用特點(diǎn)摩擦阻力小，效率高，使用

2、維護(hù)方便抗沖擊能力較差13.1.2 材料鉻錳高碳鋼-硬，脆 >60HRC13. 2 滾動(dòng)軸承的類型和選擇13. 2.1 常用類型及類型代號(hào)（1） 基本概念1) 接觸角（P364）（套圈與滾動(dòng)體接觸處的法線和垂直于軸承軸心線的平面間的夾角）2）滾動(dòng)軸承分類向心軸承-主要承受徑向力向心推力軸承-可同時(shí)承受徑向，軸向力推力軸承-主要承受軸向力（2）向心軸承1)深溝球軸承 代號(hào)6（可承受少量的軸向力（Fa）2)圓柱滾子軸承 代號(hào)N3)調(diào)心球軸承 代號(hào)1 (少量Fa)4)調(diào)心滾子軸承 代號(hào)2(少量Fa)5)滾針軸承 代號(hào)NA（3）向心推力軸承1)角接觸球軸承 代號(hào)72)圓錐滾子軸承 代號(hào)3 （4）

3、推力軸承推力球軸承 代號(hào)513. 2.2 類型選擇要點(diǎn)（1）“球”與“滾子”比較承載力 極限轉(zhuǎn)速 運(yùn)動(dòng)精度 價(jià)格球 小 大 高 低滾子 大 小 低 高 （2）“大類”的承載特點(diǎn) ？ Fr大，F(xiàn)a小 Fr大，F(xiàn)a大Fa (3)具有應(yīng)用特點(diǎn)的幾類軸承 調(diào)心軸承（1，2） 滾針軸承（NA） 內(nèi)、外圓可分離（7，3） 內(nèi)、外圓可沿軸向相對滑移 13. 3 滾動(dòng)軸承的代號(hào)13. 3.1 代號(hào)的結(jié)構(gòu)（補(bǔ)充） （核心） （補(bǔ)充）前置代號(hào) 基本代號(hào) 后置代號(hào) 分部件 內(nèi)部結(jié)構(gòu)，精度，游隙等13. 3.2 基本代號(hào)組成：類型代號(hào) 尺寸系列代號(hào) 內(nèi)徑代號(hào)（1） 內(nèi)徑代號(hào)-2位數(shù)20<d<480 d =

4、 5*代號(hào)（10、12、15、17、00、01、02、03）（2） 尺寸系列代號(hào)-2個(gè)數(shù)字 X X寬度系列 直（外）徑系列要點(diǎn)：相同內(nèi)徑有不同外徑相同外徑有不同寬度1）寬度代號(hào)：正常寬度：0（除調(diào)心滾子、圓錐滾子軸承外，其余可省略）2）直（外）徑代號(hào)7、8、9、0、1、2、3、4、5小 大13. 4 滾動(dòng)軸承的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則13. 4.1 失效形式 點(diǎn)蝕 滾道，滾動(dòng)體塑性變形 靜強(qiáng)度磨損 使用，維護(hù)不當(dāng)-潤滑污染13. 4.2 計(jì)算準(zhǔn)則 疲勞強(qiáng)度條件Þ工作壽命Û承載量校核靜強(qiáng)度13.5 滾動(dòng)軸承的動(dòng)載荷和壽命計(jì)算13.5.1 基本額定動(dòng)載荷和基本額定壽命 （1） 軸承壽

5、命：任一元件點(diǎn)蝕前的總轉(zhuǎn)數(shù)或小時(shí)數(shù)（一定轉(zhuǎn)速）（2） 壽命的離散性（用一批軸承在相同的工作條件下，壽命相差可達(dá)數(shù)十倍？壽命的標(biāo)定？ 概率-經(jīng)濟(jì)性）（3） 基本額定壽命L10或Lh(h)90的軸承可以達(dá)到或超過的壽命（可靠度90）(4)基本額定動(dòng)載荷 C L10=106(r)時(shí)軸承所能承受的純徑向或純軸向載荷 “向心類”純徑向：Cr *“推力”純軸向： Ca *可靠度90一批相同的軸承中90%的軸承在點(diǎn)蝕前能夠達(dá)到或超過的總轉(zhuǎn)數(shù)，或一定轉(zhuǎn)速下的工作小時(shí)數(shù)13.5.2 當(dāng)量動(dòng)載荷（1） 概念： 把實(shí)際作用的聯(lián)合載荷折算成與之作用相當(dāng)?shù)募儚较蚧蚣冚S向載荷 （2） 計(jì)算式：P= fP (XFr+YFa

6、)fP-載荷系數(shù)（表13-6）Fr-徑向載荷、Fa-軸向載荷X,Y-徑向，軸向動(dòng)載荷系數(shù)(表13-5)（3） X,Y的查表方法 單列向心軸承以f0rFa/C0r、角接觸球軸承（當(dāng)a=15°時(shí)）以Fa/C0r確定判斷系數(shù)e（其它按型號(hào)查e） Fa/Fre時(shí)，X=1,Y=0Fa/Fr >e時(shí)，以e值查表13-5f0r的簡化處理：深溝球軸承f0r=14.7，角接觸球軸承e需預(yù)定（例題13-2）用彈性力學(xué)的方法推導(dǎo),根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)簡化得計(jì)算式13.5.3 軸承壽命的計(jì)算（1） 壽命-載荷曲線（2） 曲線方程：P e·L10=常數(shù) P-當(dāng)量動(dòng)載荷-壽命指數(shù) “球”=3，“滾子”=

7、10/3(3)軸承的壽命計(jì)算式（額定動(dòng)載荷作用下）C作用下：L10 = 1 （106 r）C e·1= P e·L10 P作用下：L10=(C/P) e (106 r)以小時(shí)為單位 要求： Lh>預(yù)期壽命13.5.4 向心推力軸承的載荷計(jì)算(1) 載荷作用中心a-查手冊(2) 向心推力軸承中的附加軸向力 Fd（軸系作用有徑向載荷、力時(shí)，在軸承內(nèi)部產(chǎn)生軸向力） （等效力系模型）Fd的計(jì)算-表13-7問題：若Fre不在中點(diǎn)。Fd1=Fd2 ? (Fr1Fr2,Fn1Fn2) 軸向如何平衡加入外載Fde時(shí)，軸的平衡？ （è第（3）點(diǎn)軸承的軸向載荷計(jì)算）(3) 軸承

8、的軸向載荷計(jì)算已知Fd1、Fd2外載Fde1) 對軸承1：若Fd1<F d2 - Fde 平衡下應(yīng)有：F a1+F d1 = F d2 - Fde 軸承1的軸向載荷：Fa1= F a1+ F d1= F d2 - Fde若Fd1> F d2 - Fde，則Fa1=Fd1(不低于內(nèi)部附加軸向力)Fa1=max Fd1, F d2 - Fde 外部軸向力合力Fd2Fd1FdeFa12）對軸承2若F d2< Fd1+ Fde 平衡下應(yīng)有：F a2+ F d2 = Fd1+ FdeFa2= F a2+ F d2 = Fd1+ Fde若F d2> Fd1+ Fde,則 Fa2=

9、F d2(不低于內(nèi)部附加軸向力)Fa1=max Fd1, F d2 - Fde 外部軸向力合力3）通式：Fai=max Fd i ,外部軸向力合力i=1,2 Fd j± Fde j=1,2 i¹jFd2Fd1FdeFa2FdjFdiFde13.5.6 滾動(dòng)軸承的靜載荷計(jì)算（1） 基本額定靜載荷（Cor,Coa）軸承中受載最大的滾動(dòng)體與滾道接觸中心的接觸應(yīng)力達(dá)到某一定值時(shí)所對應(yīng)的純徑向或軸向載荷 。(2)先動(dòng)載荷計(jì)算（壽命計(jì)算）后校核靜載荷 (3)方法P31713.6 軸承裝置的設(shè)計(jì) 掛圖安裝、配置、固定、調(diào)節(jié)、潤滑、密封13.6.1 支承部分的剛性和同軸度（1）剛性 外殼、

10、座孔要有足夠的厚度，懸臂座孔加肋板（2）同軸度同一軸線軸承的座孔一次鏜出孔徑不同時(shí)按大徑加工小徑加套13.6.2向心角接觸軸承的排列方式 掛圖（1） 正安裝-外圓窄端面相對（面對面）圖13-14特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便 （2） 反安裝-外圓寬端面相對（背對背）圖13-15特點(diǎn)：支承跨距大，適于有懸臂端的支承13.6.3 滾動(dòng)軸承軸向固定的結(jié)構(gòu)形式 掛圖（-保證滾動(dòng)軸承,軸系能正常傳遞軸向力且不發(fā)生竄動(dòng).）（1）雙支點(diǎn)各單向固定-（軸承各限制一個(gè)方向的移動(dòng)-承受一個(gè)方向的推力）圖13-14、15、16結(jié)構(gòu)特點(diǎn): 內(nèi)外圈各單向、反向固定使用場合:軸向尺寸不大,溫升變化不大的場合. （2）一支點(diǎn)雙向

11、固定,另一端游動(dòng).結(jié)構(gòu)特點(diǎn):固定端軸承內(nèi)外圈作雙向固定,游動(dòng)端: 球軸承-內(nèi)圈固定,外圈游動(dòng). 滾子軸承-內(nèi),外圈固定,滾動(dòng)體與外圈游動(dòng).應(yīng)用場合:溫度變化較大,工作撓度較大的長軸.(3) 兩端游動(dòng)-用于人字齒輪軸系用軸肩(套筒)固定內(nèi)圈,端蓋或擋圈固定外圈，端蓋墊圈調(diào)整軸承間隙.如軸肩+螺母,套筒+螺母,孔凸臺(tái)+端蓋.13.6.4 軸承游隙及軸上零件位置的調(diào)整 掛圖（1）調(diào)整游隙的常用方法：端蓋的墊片或軸上的圓螺母（性能不好）（2）零件軸向位置的調(diào)整方法（錐齒輪、蝸桿）軸承裝在套杯中，用墊片調(diào)整軸向位置13.6.5 滾動(dòng)軸承的配合(1) 常用配合: 內(nèi)圈與軸，基孔制：n6,m6,k5,k6,j5,js6外圈與孔，基軸制： J6,J7,H7,G7(2) 注意點(diǎn)1）軸承內(nèi)外圈公差帶上偏為零,下偏差為負(fù)值內(nèi)圈緊,外圈松2）n,F,振動(dòng),溫度,動(dòng)圈，較緊配合經(jīng)常折、卸-較松配合3）一般機(jī)械常用：軸k6,孔H713.6.6 滾動(dòng)軸承的預(yù)緊目的：增強(qiáng)支承剛度，提高工作精度原理：使軸承受到的預(yù)緊力和預(yù)變形與工作載荷、工作變形反向13.6.7 滾動(dòng)軸承的潤滑（1） 潤滑方式1）油潤滑：潤滑、散熱效果好，常用于高速、高溫；2）